2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：玻爾的舊量子論

玻爾的舊量子論

2玻爾的舊量子論經(jīng)典物理學(xué)在原子結(jié)構(gòu)問題也遇到了不可克服的困難。1、氫原子光譜的經(jīng)驗(yàn)公式氫原子特征譜線頻率（1885Balmer公式）這個(gè)公式雖是經(jīng)驗(yàn)公式，但其精度極高，為任何其他定量公式所不及。3原子能級(jí)巴爾末線系(可見光)賴曼線系(紫外區(qū))帕邢線系(紅外區(qū))布喇開線系(紅外區(qū))普逢德系(紅外區(qū))4可分五個(gè)線系：遠(yuǎn)紫外區(qū)（賴曼系）、可見光和近紫外區(qū)（巴爾末系）、近紅外區(qū)（帕邢系）、較遠(yuǎn)紅外區(qū)（布喇開系）、遠(yuǎn)紅外區(qū)（普逢德系）Balmer公式滿足并合原則：若光譜中有頻率為ν1和ν2的兩條譜線，則有時(shí)也有|ν1+ν2|和|ν1-ν2|譜線。萊巴帕布普…

52、原子行星模型α-粒子散射實(shí)驗(yàn)（1912）盧瑟福用α粒子轟擊原子時(shí)發(fā)現(xiàn)，α粒子以一定幾率散射在大角度方向上，每兩萬個(gè)α粒子約有一個(gè)返回，飛向源的方向，從而提出原子的行星模型。用該模型計(jì)算散射微分截面，與實(shí)驗(yàn)符合得非常好。盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)：原子中心有一個(gè)帶正電的原子核，它幾乎集中了原子的全部質(zhì)量，電子繞核作圓周運(yùn)動(dòng)，核的大小與原子相比很小，原子核所帶的正電荷與全部電子所帶的負(fù)電荷相等，原子呈電中性。6此模型有兩個(gè)經(jīng)典物理學(xué)無法解釋的問題：(1)、原子的大小,(2)、原子塌縮。按經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)，原子中的電子繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，電子不斷輻射能量而減速。從而發(fā)生原子坍塌。但事實(shí)上，原子基態(tài)是穩(wěn)定的，沒發(fā)生輻射現(xiàn)象。73、Bohr模型Bohr量子論假設(shè)(1913)(1)、定態(tài)假設(shè)玻爾承認(rèn)盧瑟福原子模型，電子在原子中只能沿某些特殊軌道運(yùn)動(dòng)，若沒有外界作用，電子始終沿同一條穩(wěn)定軌道運(yùn)動(dòng)，不輻射電磁波。(2)、躍遷假設(shè)在外界作用下，電子從一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)躍遷到另一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)發(fā)出或吸收光，其頻率為式中En和Em為躍遷前、后的能量。

8(3)、玻爾量子化條件電子在原子中的允許軌道上滿足條件：它的軌道角動(dòng)量是的整數(shù)倍，即（對(duì)圓形軌道）經(jīng)典力學(xué)加玻爾假設(shè)成功解釋氫原子光譜：氫原子中電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的方程：總能量為9利用玻爾量子化條件：于是有10康普頓散射公式是由康普頓推導(dǎo)出的，并由康普頓和吳有訓(xùn)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。康普頓效應(yīng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證：具有波動(dòng)性的光，也有粒子性。11例題當(dāng)光對(duì)自由質(zhì)子散射時(shí)，求它的波長的改變。

[解]

對(duì)于質(zhì)子12